[發明專利]3-甲基戊二酸化合物的制備方法

無效

• 申請號: 201210396438.7
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN103772187A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 孫學佳;洪鏞裕;陳娟;劉乃興;陳達
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: C07C55/14
• 分類號: C07C55/14;C07C51/38
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

技術領域

本發明涉及醫藥化工領域化合物的制備方法，特別是一種3-甲基戊二酸化合物的制備方法。

背景技術

3-甲基戊二酸也稱β-甲基戊二酸，是重要的醫藥、精細化工中間體，廣泛應用于尼龍纖維、潤滑油、增塑劑等領域。另外，近年來還發現該化合物被作為稀土金屬離子的萃取劑以及¹³C固體核磁共振光譜的標準化合物。

現有合成3-甲基戊二酸的方法，主要是丙二酸二甲酯或丙二酸二乙酯和乙醛經縮合、水解、脫羧反應得到目標產物。該方法存在操作復雜，對溫度等反應條件要求苛刻，收率低等不足之處。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足提供一種3-甲基戊二酸的制備方法，如下反應方程式所示：

該方法以氰乙酰胺和乙醛為原料，在堿性催化條件下，反應得到α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺縮合物；將α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺縮合物與水混合，在低溫條件下滴加酸，升溫至120～140℃反應得到所述的3-甲基戊二酸。

本發明的目的是這樣實現的，包括如下步驟：

(1)以水為溶劑，加入乙醛和氰乙酰胺，室溫下緩緩滴加堿性催化劑，經反應得到α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺縮合物；

(2)加入所述的α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺縮合物和水，在低溫條件下滴加酸，緩慢升溫至120～140℃反應得到3-甲基戊二酸；其中優選地在130℃下反應。

其中，所述步驟(1)反應后經過濾、干燥得到所述α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺縮合物。

其中，所述步驟(1)的反應溫度為0～25℃，反應時間6～24h。

其中，乙醛與氰乙酰胺的摩爾比為1.0∶2.0～3.0；乙醛與水的質量比為1∶10～20。

其中，加入的堿為三乙胺、吡啶、哌啶、嗎啡啉、稀氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液之任意一種。

其中，所述待步驟(2)反應后，待冷卻，經熱萃、干燥、過濾，得到所述3-甲基戊二酸。具體地，所述步驟(2)反應后，待冷卻至60℃，用1，2-二氯乙烷熱萃，合并有基層，共沸脫水2～6h，析出無機鹽，加入干燥劑，過濾除去無機鹽后，減壓回收1，2-二氯乙烷得到所述3-甲基戊二酸。

其中，步驟(2)中所述酸是濃鹽酸溶液或濃硫酸溶液。

其中，步驟(2)中所述α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺縮合物與酸的摩爾比為1∶1～4；α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺縮合物與1，2-二氯乙烷的質量比為1∶3～5。步驟(2)中，水的質量根據酸的濃度調節，使得體系溫度能升至120～140℃，優選地以130℃為佳。

其中，步驟(2)中低溫低價酸的溫度為5～25℃；于120～140℃保溫反應時間為3～12h；共沸脫水時間為2～6h。

其中，步驟(2)中干燥劑可以選用五氧化二磷、無水硫酸鎂、無水硫酸鈉等。

本發明包含以下改進創新之處：

本發明制備方法中，步驟(1)只需控制反應溫度在0～25℃即可，對溫度等反應條件要求不苛刻，反應操作方便。步驟(1)經過濾除去濾液中的雜質，大大提高了反應收率，改進產品質量。

本發明制備方法中，步驟(2)水解脫羧過程中，產品水溶性好，利用1，2-二氯乙烷進行熱萃效果較為理想，其他有機溶劑如甲苯等則達不到此效果。步驟(2)水解脫羧過程中，回流脫水可以帶走反應體系中的大部分水，但仍有少量水存在影響收率，加入干燥劑后收率明顯提高。此外，步驟(2)萃取劑1，2-二氯乙烷可以減壓回收套用，大大降低了反應成本，減少了環境污染，適合于工業化生產。

本發明3-甲基戊二酸化合物的制備方法，以氰乙酰胺和乙醛為原料，在水溶液中堿性催化劑條件下經縮合、水解、脫羧等反應，在溫和的條件下高產率得到本發明目標產物。本發明制備方法得到的3-甲基戊二酸純度達到99.5％以上。本發明所用原料易得且價格低，反應操作簡便，對環境友好，產品收率高、質量好，萃取劑可以循環使用，適于工業化生產。具體實施方式

下面通過實施例對本發明做進一步說明，以便更好理解本發明。本發明的保護內容不局限于以下實施例。在不背離發明構思的精神和范圍下，本領域技術人員能夠想到的變化和優點都被包括在本發明中，并且以所附的權力要求書為保護范圍。實施本發明的過程、條件、試劑、實驗方法等，除以下專門提及的內容之外，均為本領域的普遍知識和公知常識，本發明沒有特別限制內容。